甘雨鳴　沈燦燊

　　1　引言

　　目前，沿海各海洋站、水文站在開展臺風暴潮預報工作過程中，普遍存在着這樣的問題：（1）臺風路徑和登陸地點不好預報，對氣象部門的預報附有很大的依賴性；（2）預見期較短，令臺風暴潮的預報工作處於被動，給防灾工作帶來一定的影響。

　　就上述存在的問題，在今年下半年畢業實踐期間，我們水文專業幾位師生在接受國家海洋局臺風暴潮預報研究任務並在學習各臺站預報方法和有關先進經驗的基礎上，對如何解决“臺風登陸地點預報和延長預見期”的問題作了一些分析和摸索，並得到了各海洋中心站、水文分站和觀測站的大力協助與支持。

　　這裏，我們以珠江三角洲崖門内的黄冲水位觀測站爲例，在便於單站預報的前提下，利用氣象資料和方法，結合水文特徵要素，制訂了黄冲站36小時臺風暴潮預報方案。

　　2　基本思路

　　怎樣解决“臺風登陸地點預報和延長預見期”？對這個問題，我們認爲：“臺風登陸地點預報準確與否是關鍵問題。只要臺風尚在遠海，能作出它登陸地點的預報，便可同時進行增水值預報，問題也就可以較好地得到解决。因爲臺風路徑及登陸地點確定後，各水文測站都有許多增水預報方法去加以預報，預見期也相應延長了。因此，我們把重點放於臺風登陸地點預報方面。

　　2.1　預報因子的選擇

　　在進行臺風路徑預報中，爲减少對氣象部門的過分依賴，我們水文工作者應有自己的判斷方法。

　　一般水文站，要從天氣圖上作出臺風路徑和登陸地點的預報是比較困難的，但是能否使用一些簡單、基本的氣象觀測資料和水文觀測作預報呢？能否用氣象和水文因素互相結合作臺風登陸地點的單站預報呢？

　　按照唯物辯證的觀點，世上任何一種物質都在運動着，并且每一種物質的運動都不是孤立的，它必然和它周圍其它物質相互聯繫、相互影響而運動的。從氣象學上説，臺風是移動性的低壓系統，它的移動存在着一定的規律，氣壓系統的變化也存在着一定的規律。我們可以把氣壓的變化視爲一種波的運動，這種運動必然和其他一些波的運動相互聯繫、互相影響的。從水文角度上説，長浪是海洋中一種波的運動，可以這樣認爲：長浪與氣壓波的運動有着密切的聯繫，即長浪變化尺度的大小與氣壓變化尺度的大小具有一致性，或者具有類比的關系。當臺風還在遠海時，它們的波動不斷的傳送到這裏來，並使這裏的使氣象和水文因素都相應發生變化。事實上，從資料上的分析，其結果也是如此。

　　在上述前提下，我們認爲：一個臺風將在什麽地方登陸，不但與本地區前期的氣象因素（如氣壓、風向等）有關，而且與本地區前期的某些水文要素有關（如長浪而引起的微小的水位變化），因此，可以用氣象因子與水文因子相結合來作預報方案。

　　我們根據臺風來臨時氣象因素的變化，以及珠江三角洲沿海一帶群衆的”由西轉東（風），駛船入冲“的諺語和臺風來之前潮水位變化的情况，試用西太平洋臺風進入某一經綫時所處的北緯度值N，以及本地區12小時氣壓變量Δ 、瞬時東風分量U、潮形變化值ΔH四個因素，視爲臺風路徑的預報指標。利用氣象學上的點聚圖法，作西太平洋臺風登陸地點可能性的預報。

　　2.2　增水方程的處理

　　作出臺風登陸地點的預報和判斷後，在這個基礎上便可以作出臺風登録時黄冲站增水情况的估計或預報。由於此時臺風倘在118°E~122°E之間的海面上，根據氣象資料可知，對於廣東來説，離臺風登陸本省的時間平均爲35小時，因此也就有瞭風暴潮平均爲36小時的預見期了。對於增水預報，我們試用一組方程式來表示。

　　從臺風暴潮實測資料的分析可知，引起近海海面昇高值ΔH主要是由氣壓移行攏動和風的作用造成的，並與其他因素有關。

　　右端第一項主要由氣壓差造成的增水；第二項主要是由本地風在近海由於風對海面的切應力致使海水在近岸堆積所引起的增水，兩者之和爲臺風引起的增水值。

　　爲了便於單站預報，我們將上式簡化爲：

　　ΔH=aΔP+bV2的形式。

　　式中：ΔH——臺風登陸時黄冲站增水值。

　　　　　ΔP=（P∝-P）——爲臺風登録時，海平面月平均氣壓與黄冲站氣壓之差。

　　　　　V——臺風登陸時黄冲站瞬時北風分量值

　　　　　a、b——爲待定系數

　　經過這樣的處理，只要我們從實測資料中用統計方法求出a、b兩個系數後，預報方程便可以建立、使用。顯然，a、b是測站地形、水深、臺風强度、路徑等的綜合系數。

　　3　黄冲站自然地理條件和水文特徵

　　珠江三角洲網河區是我國受臺風侵襲和影響較頻繁的地區，每年受臺風暴潮危害的機會較多。黄冲潮位觀測站位於北緯22°18′，東經113°04′，地處珠江三角洲崖門水道的下游，控制面積較大，且主要糧産區在這一帶。崖門呈喇叭形，是偏南北向的河道，上游與潭江相通，下游和南海相連接。

　　黄冲站終年潮汐顯著，潮型爲非正規半日混合潮，日不等現象比較明顯，通常在朔望後一、二天潮差最大，上下弦後一、二天潮差最小，最大潮差爲2.95米，最高潮位爲2.25米。汛期受潭江洪水影響，造成漲潮期歷時短，落潮時間長。

　　當臺風侵襲時，由於地理條件影響，吹東南風時增水最大，而吹偏北風並爲退潮時，就成爲珠江三角洲網河區最大减水區。對於不同類型的臺風，其增水過程也不盡相同：一般，西行臺風引起的增水平緩，南海臺風則相反。

　　因此，在具體運用、建立預報方案時，不得不考慮這種具體的地理條件和水文氣象特徵的影響。

　　4　方法簡介

　　4.1　臺風登陸地點的預報及判斷

　　根據上面所談到的思路，結合服務工作需要，我們建立了本預報方法。要預報36小時後的臺風暴潮在本站所造成的增水，也就是説要有水文預報中的36小時的預見期，工作要求在臺風登陸前36小時作出臺風路徑及最大風速預報。爲此，對西太平洋臺風來説，我們首先設置了防綫。根據臺風距離黄冲站的遠近和預報上的習慣，從東往南設置三條防綫：122°E左右爲第一防綫，118°E爲第二防綫，115°E左右爲第三防綫。第一道第二防綫之間的距離是臺風在廣東登陸前36小時的平均中心位置，當西太平洋臺風進入上述三條防綫時即可進行預報。

　　另外，我們把廣東沿海岸綫劃分成四個登陸區：香港以東爲第1登陸區，香港到黄冲站（包括珠江口）爲第2登陸區，黄冲至雷州半島爲第3登陸區，海南島以及20°N以南爲第4登陸區（圖2）。

　　作了上面兩個劃定以後，我們采用了黄冲站1960~1975年共73場西太平洋臺風的潮水位、氣壓、風速風向等資料，來製作預報方案。

　　具體步驟如下：

　　（1）統計歷年西太平洋臺風第一次進入各防綫時的北緯N，本站當時的12小時氣壓變差ΔP12、東風分量u、增水值ΔH值和該次臺風登陸的區號。

　　（2）相關點聚圖的處理

　　分三條防綫製作點聚圖。采用分張過濾的方法，每條防綫分别用N和ΔP12、N和u、N和ΔH作縱横坐標軸製作臺風登陸區號預報點聚圖，三條防綫共計九張點聚圖。

　　然後，在每張點聚圖上，視臺風在各登録的其點子的集中程度大致劃分爲四個小方塊，並把劃分順序定爲一、二、三、四號小方塊。

　　爲九張聚點圖中的一張，即對第Ⅲ防綫而言的N~ΔH聚點圖。可見，一號小方塊大部分在第1區登陸的臺風點子，餘下均同，集中程度較好。其它各張點聚圖也相類擬，此處不一一介紹。

　　從點聚圖上可見，某場臺風經過某條防綫時，除可見其經過的緯度N外，還可測知此時本站ΔP12、u、ΔH值，從而在點聚圖上點出一點，當其點落在點聚圖上某個小方塊時，顯然，在某個登陸區登陸的可能性最大。爲了從數量上説明這種可能性，我們在各張點聚圖上分别計算個小方塊臺風登陸區次數的百分率，利用這三張點聚圖及其相應統計出的百分比率表就可以判斷出臺風登陸地點的可能性。

　　下面我們把預報操作談談：

　　（1）當臺風進入第1防綫（122°E）時，將此時的N值和黄冲站此時的ΔP12、u、ΔH各值算出。

　　（2）用這四個因子的數值點繪在相應的點聚圖上。

　　（3）在第一防綫的N和ΔP12、N和u、N和ΔH三張點聚圖上，看其各點落在哪個小方塊上，然後將這些小方塊的臺風登陸地點可能性的百分率查出。

　　（4）把各點聚圖這小方塊查出的百分率填在預報表内，再把各登陸區的百分率相加求和，即得出第一防綫臺風登陸區的相關相似百分和。

　　（5）看哪個登陸區百分和最大，臺風登陸區登陸的可能性最大。

　　臺風進入到第二第三防綫時，用類似辦法進行預報。

　　4.2　增水值的預報

　　采用1960~1975年共96場臺風資料進行統計。

　　由於我們已將歷年每次臺風資料按4個登録區號進行分組統計，各自求出了a、b兩系數值，並各自建立了ΔH=aΔP+b 形式的方程，即：

　　第1登陸區：ΔH=1.13ΔP-0.61V2

　　第2登陸區：ΔH=0.28ΔP+1.58V2

　　第3登陸區：ΔH=1.72ΔP-0.16V2

　　第4登陸區：ΔH=0.76ΔP+0.079V2

　　因此，當臺風登陸地點預報或判斷出來後，便可估算出臺風在某登陸區登陸時，黄冲站的ΔP、V值、將它們代入某登陸區的ΔH預報式，便得臺風登録時本站ΔH值。

　　5　方案的評價與討論

　　從所得的結果來看，本方案是具有一定的實用意義的，特别是臺風登陸地點的預報方向，經過我們對1964年7場西太平洋臺風的驗证，一般情况較好。對1976年2場西太平洋臺風作的試報，效果也尚可以。

　　顯然，方案可説明下列幾個問題：

　　（1）從預報的第一部分即臺風登陸地點預報的幾張點聚圖可看出，N~ 圖和N~ΔP12、N~u兩圖關系比較緊密，它們之間的點子區域比較集中而相一致。ΔP12、u是臺風登陸之前本站氣象要素變化值，反映了臺風移動氣壓系統未來變化的可能性，而ΔH是臺風來前本站增水變化值，它正是由於長浪影響破壞了正常潮水位造成的臺風暴潮先兆增水的結果。ΔH和ΔP12、u的關系密切，或者説它們的變化相似，正好説明瞭長浪是臺風移動氣壓系統産生增水變化的一個先兆表現，也説明瞭長浪的實質就是臺風移動氣壓系統的變動所給海面或洋面的一種影響，它使水面産生長波。它的特徵集中一點就是能預先破壞本地的正常潮水位（這種情况，一般比臺風到達之前提前幾天在本站得到反映）。

　　（2）水文要素和氣象要素同樣可以作臺風暴潮預報因子。

　　如上面所談，水文要素和氣象要素具有相似性，它們都能預先反映同一種事物的變化情况。因此，它們互相配合可作爲預報因子使用。這對於海洋站。水文站從事臺風暴潮預報水文工作的同志，是有意義的。

　　（3）我們在處理臺風登陸地點預報時，采用的ΔH值是臺風登陸前的數值，它和u、ΔP12配合使用便可作出預報結果。這從某方面説明瞭，前期增水值ΔH可以考慮作爲水文測站的一種較現實、較方便的預報要素來使用。

　　當然，這項工作還是一種嘗試，是極不成熟的。盡管它可以揭示臺風登陸地段的各種可能性，在臺潮單站預報中可减少對氣象部門預報的過分依賴，做到心裏有底，同時還延長臺潮預報預見期約36小時。但是，對個别路徑較特殊的臺風，仍未能作出準確預報（例如6417號臺風），這説明預報因子還考慮不周，方法也有待於完善、改進、提高。另外，增水方程還未能很好的反映其增水規律，在某些登陸區内計算的誤差較大，方程間聯繫不緊密，增水值預報中的北風分量V值的估算，也不易處理，這些都有待於今後作進一步深入研究的。

　　（原載：風暴潮，國家海洋局海洋出版社，1980。）